Molecular dynamics simulation of imidazolium-based ionic liquids. I. Dynamics and diffusion coefficient
Notice bibliographique
Résumé
Molecular dynamics simulations are used to study the dynamics and transport properties of 12 room-temperature ionic liquids of the 1-alkyl-3-methylimidazolium [amim](+) (alkyl = methyl, ethyl, propyl, and butyl) family with PF(6)(-), NO(3)(-), and Cl(-) counterions. The explicit atom transferable force field of Canongia Lopes et al. [J. Phys. Chem. B 108, 2038 (2004)] is used in the simulations. In this first part, the dynamics of the ionic liquids are characterized by studying the mean-square displacement (MSD) and the velocity autocorrelation function (VACF) for the centers of mass of the ions at 400 K. Trajectory averaging was employed to evaluate the diffusion coefficients at two temperatures from the linear slope of MSD(t) functions in the range of 150-300 ps and from the integration of the VACF(t) functions at 400 K. Detailed comparisons are made between the diffusion results from the MSD and VACF methods. The diffusion coefficients from the integration of the VACFs are closer to experimental values than the diffusion coefficients calculated from the slope of MSDs. Both methods can show good agreement with experiment in predicting relative trends in the diffusion coefficients and determining the role of the cation and anion structures on the dynamical behavior of this family of ionic liquids. The MSD and self-diffusion of relatively heavier imidazolium cations are larger than those of the lighter anions from the Einstein results, except for the case of [bmim][Cl]. The cationic transference number generally decreases with temperature, in good agreement with experiments. For the same anion, the cationic transference numbers decrease with increasing length of the alkyl chain, and for the same cation, the trends in the cationic transference numbers are [NO(3)](-) < [Cl](-) < [PF(6)](-). The trends in the diffusion coefficient in the series of cations with identical anions are [emim](+) > [pmim](+) > [bmim](+) and those for anions with identical cations are [NO(3)](-) > [PF(6)](-) > [Cl](-). The [dmim](+) has a relatively low diffusion coefficient due to its symmetric structure and good packing in the liquid phase. The major factor for determining the magnitude of the self-diffusion is the geometric shape of the anion of the ionic liquid. Other important factors are the ion size and the charge delocalization in the anion.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».